Laboratorio de la Dársena Multidireccional en Ingeniería Portuaria

La Ingeniería Oceanográfica en general, y la Ingeniería de Puertos y Costas en particular, se enfrentan a la necesidad de estudiar, proyectar y construir en un medio, el marino, complejo y dinámico. En este campo, el Laboratorio de la Dársena Multidireccional en Ingeniería Portuaria combina experiencia en proyectos de investigación aplicados con proyectos de asesoramiento a empresas e instituciones. Las áreas fundamentales de trabajo son la modelización física y las campañas de campo, desarrollando también proyectos de modelización numérica en entornos costeros. En particular, las líneas de investigación son las siguientes: 1. Diseño y optimización de estructuras de protección de la costa (ensayos experimentales en el CITEEC); 2. Campañas de campo; 3. Modelización numérica.

El campo de los ensayos experimentales para el diseño y optimización de estructuras de protección de la costa incluye la realización de trabajos que abarcan el análisis de la estabilidad estructural y optimización de diseños de diques en talud, diques verticales y cajones antirreflejantes. También se analizan las estructuras flotantes para asegurar unas condiciones óptimas de funcionamiento. Además, se realizan diseños de pantallas anti-olas sumergidas centrándose en la relación entre la porosidad, las olas transmitidas y los esfuerzos en los pilotes. Para llevar a cabo estos trabajos, el laboratorio tiene capacidad de realizar ensayos estructurales a gran escala bajo la acción de un oleaje medio y extremo; el estudio tridimensional del comportamiento de diques, dársenas y playas; y ensayos de rías, estuarios, grandes puertos y formas litorales (hidrodinámica y contaminación).

Así pues, el núcleo central del laboratorio está formado por una dársena de oleaje que tiene unas dimensiones completas de 33 x 34 x 1.2 m (largo, ancho, altura), la cual está dividida en dos zonas con dos sistemas diferentes de generación de oleaje:

• Sistema Multidireccional de generación de oleaje con absorción activa 3D: esta zona de la dársena tiene dimensiones de 33 x 24 x 1.2 m y está dotada de un Sistema Multidireccional de oleaje, con una anchura de palas de 0.44 m. Este sistema permite la generación de oleaje realista tanto en su dimensión (que sigue patrones conocidos del océano en cuanto a la distribución estadística y el agrupamiento de olas) como a su dirección (capaz de lanzar oleaje con diferentes direcciones y corregir el efecto de los rebotes en los muros laterales). En los contornos existen estructuras disipativas para evitar reflexiones. Además, el fondo de la dársena se puede adaptar a las necesidades batimétricas de cada proyecto.
• Sistema Unidireccional de generación de oleaje con absorción activa para oleajes 2D: esta zona tiene dimensiones de 33 x 4 x 1.2 m y un sistema unidireccional de generación de oleaje, con una anchura de pala de 4 m. La batimetría permite también su adaptación para diferentes situaciones de proyecto.

Dentro del laboratorio se dispone del siguiente equipamiento que permite la construcción y realización de ensayos en modelo físico de estructuras portuarias:

• Ocho palas de sección 4 x 1.2 m capaces de generar 0.35 m de altura máxima de ola con profundidad de 0.7 m. Pueden funcionar todas a la vez o por grupos de hasta 3 palas.
• Dos sistemas de generación y absorción de oleaje. El primero de ellos es el sistema AWACS 2D de absorción activa de oleaje reflejado (AWACS DHI) con una pala y el software de generación regular/aleatoria DHI Wave Sinthesizer. El segundo es el AWASYS desarrollado por la Universidad de Aalborg y que es capaz de generan el movimiento de las palas y la absorción del oleaje reflejado en 3D.
• Diferentes programas de adquisición y procesado de datos. En la actualidad se dispone del software comercial WaveLab y, además, de varios programas de desarrollo propio que se pueden adaptar a cada una de las situaciones que se estudian en el laboratorio.
• Tres polipastos para el movimiento de materiales semipesados de hasta 2.5 t en el interior de la dársena.

Se dispone, de igual manera, de múltiple instrumentación para medida tanto en laboratorio como en campo de parámetros como la altura de ola, la presión, el rebase tras un dique o el movimiento de estructuras flotantes, esto último tanto con sistemas inerciales como con visión artificial.

La segunda de las grandes líneas de investigación es la que tiene por objeto el desarrollo de sistemas de gestión y toma de decisiones en la operatividad portuaria mediante campañas de campo. Se ocupa esta línea del estudio de los rendimientos de las operaciones de carga y descarga, como por ejemplo el comportamiento dinámico de buque atracado. La herramienta fundamental para este estudio “Buque – Sistema de amarre” es la monitorización in situ del buque atracado, para la cual se utilizan células de carga. Estas medidas se complementan con un sistema integrado que permite evaluar los seis grados de libertad de un buque. Toda esta información se combina con datos de forzadores climáticos, para el desarrollo y calibración de funciones de transferencia que sirven como herramienta predictiva del comportamiento del buque, de gran utilidad para la creación de aplicaciones de gestión portuaria.

Por último, la tercera de las grandes líneas de investigación de este laboratorio consiste en la aplicación de modelos numéricos 2D y 3D de dinámica litoral. Las líneas de trabajo abarcan la propagación de olas y la determinación de fenómenos asociados, como corrientes de marea y estuarios, así como la aplicación de modelos de agitación portuaria. Además, se estudia la interacción “Ola-Estructura” con modelos de dinámica de fluidos CFD (IHFOAM) y modelos lagrangianos de hidrodinámica suavizada de partículas SPH (DualSPHysics).

Planta	Laboratorio Ing. Portuaria Dársena	Sup. m2
+1	Zona de ensayos	1580

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